Дроссель с обратным клапаном гидравлика принцип работы

Частотное регулирование скорости гидропривода

В том случае, если для вращения вала насоса используется электродвигатель, для изменения подачи можно применить частотное регулирование.

Подача насоса определяется его рабочим объемом и частотой вращения вала, изменяя частоту можно влиять на подачу насоса.

Для регулирования частоты вращения вала электродвигателя, а значит и насоса, используется специальный регулятор частоты. Он позволяет изменять скорость вращения вала электродвигателя в широком диапазоне. При увеличении частоты вращения подача насоса будет расти, при уменьшении — снижаться.

Диапазон регулирования ограничен возможностями частотного регулятора, и величиной рабочего диапазона частот вращения насоса, например радиально-поршневые насосы устойчиво работают в диапазоне 1000 — 3000 об/мин.

Источник

Вычисление расхода через дроссель

Величина расхода жидкости через дроссель зависит от размера дроссельной щели и перепада давления на дросселе. Расход через дроссель можно определить по формуле:

где Q — расход, А — площадь проходного сечения дроссельной щели, ΔP — перепад давления на дросселе, ρ — плотность рабочей жидкости, k — коэффициент расхода (k=0,6. 0,9)

Так как расход через дроссельную щель зависит от давления на ее входе и выходе, дроссели используют для регулировки скорости движения выходных звеньев гидродвигателей (например гидроцилиндров) с постоянной нагрузкой, либо в приводах где изменение скорости при перемене нагрузки допустимо или желательно.

Если влияние нагрузки на скорость движения выходного звена нагрузки — используют специальные устройства — регуляторы расхода.

Гидропривод с дроссельным регулированием

При дроссельном регулировании применяют насосы с постоянной подачей, а гидродвигатели с постоянным расходом. Для регулирования расхода жидкости гидродвигателем используют гидродроссели. Гидродроссель может быть установлен последовательно с гидродвигателем (в напорной гидролинии или в гидролинии слива) и параллельно ему. Для обеспечения стабильного регулирования расход насоса обычно превышает расход гидродвигателя, излишек жидкости сливается через переливной клапан в бак.

В схеме с последовательным включением гидродросселя в напорной линии (рис. 1, а) давление р₁ перед гидродросселем поддерживается постоянным гидроклапаном 1. Часть жидкости, подаваемой насосом 2, сливается через гидроклапан в бак, а часть поступает через гидродроссель 3 к двигателю 4. Давление р₂ за гидродросселем зависит от нагрузки, поэтому при изменении нагрузки на выходном звене гидропривода перепад давлений на гидродросселе будет изменяться. Соответственно будет изменяться расход жидкости, протекающей через гидродроссель, и скорость гидродвигателя. Эту схему рекомендуется применять в механизмах с постоянной нагрузкой как по величине, так и по направлению.

Схема привода с дроссельным регулированием: 1 — напорный гидроклапан; 2 — насос; 3 — гидродроссель; 4 — гидродвигатель; 5 — редукционный гидроклапан.

В схеме с последовательным включением гидродросселя в сливной линии (рис. 1, б) давление р₁ на гидродвигателе поддерживается гидроклапаном 1 постоянным, поэтому изменение нагрузки вызывает изменение противодавления р_пр в линии между двигателем 4 и гидродросселем 3. При увеличении нагрузки давление перед гидродросселем уменьшается, а при уменьшении увеличивается. Таким образом, перепад давлений на гидродросселе в этой схеме также зависит от нагрузки, а постоянство скорости движения гидродвигателя не обеспечивается. В результате двустороннего давления жидкости на рабочие органы гидродвигателя схему с гидродросселем в сливной линии можно применять для механизмов со знакопеременными нагрузками.

Схема с гидродросселем, установленным параллельно гидродвигателю, показана на рис. 1, в. Часть жидкости, поступающая от насоса, сливается через гидродроссель 3 в бак, а часть поступает к гидродвигателю 4. При полном перекрытии гидродросселя скорость движения гидродвигателя максимальна. По мере открытия гидродросселя количество жидкости, поступающей в гидродвигатель, уменьшается, уменьшается и скорость его движения. Гидроклапан 1 в этой схеме работает как предохранительный и срабатывает лишь при перегрузках. Изменение нагрузки на гидродвигателе приводит к изменению давления в напорной линии, т. е. к перепаду давления на гидродросселе. Таким образом, постоянство скорости гидродвигателя не обеспечивается. Рассмотренная схема более экономична, чем ранее рассмотренная, так как давление р₁, в напорной линии, а следовательно, и потребляемая насосом мощность пропорциональны нагрузке гидродвигателя. Однако диапазон регулирования привода с параллельным включением гидродросселя уже, чем при последовательном включении.

При значительных изменениях нагрузки для исключения колебаний скорости гидродвигателя схемы с простым дросселированием заменяют схемами со стабилизацией скорости путем установки редукционного гидроклапана (рис. 1, г—ё). В этих схемах редукционный гидроклапан 5 автоматически обеспечивает постоянный перепад давлений на гидродросселе 2.

В схемах, приведенных на рис. 1, а, б, г, д, подача насоса превышает потребный расход, поэтому утечки в насосе на стабильность скорости гидродвигателя не сказываются. В схемах рис. 1, в, е при колебаниях давления в напорной линии насоса изменяются его утечки и соответственно подача. Это приводит к дополнительному изменению настроенной скорости гидродвигателя.

Достоинствами дроссельного регулирования являются широкий диапазон регулирования и его простота, недостатками— значительные потери энергии и низкий КПД. Для повышения КПД при дроссельном регулировании используют схему с двумя насосами различной подачи, которые могут быть включены поочередно или одновременно. В пределах каждой ступени плавное регулирование осуществляется гидродросселем. Дроссельное регулирование применяют в гидроприводах небольшой мощности.

Особенности и применение дросселя с обратным клапаном

Одной из особенностей дросселя с обратным клапаном является наличие клапана, который позволяет жидкости или газу протекать только в одном направлении. Это позволяет предотвратить обратный поток и нежелательные процессы, такие как возврат силового газа в систему впрыска двигателя.

Дроссель с обратным клапаном также обладает высокой степенью герметичности, что позволяет предотвратить протечку или потерю давления в системе

Это особенно важно в областях, где требуется точное и стабильное регулирование потока, например, в системах вентиляции или климатических установках

Одним из применений дросселя с обратным клапаном является его использование в системах отопления и водоснабжения. Он позволяет точно контролировать поток и поддерживать желаемую температуру или давление в системе. Благодаря наличию обратного клапана, дроссель предотвращает обратный поток и защищает систему от повреждений.

Дроссель с обратным клапаном также широко используется в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Он позволяет точно регулировать поток воздуха и обеспечивает эффективную работу системы. Обратный клапан защищает систему от обратного потока воздуха, что может привести к нарушению работы системы и снижению ее производительности.

Таким образом, дроссель с обратным клапаном является важным устройством, которое обладает определенными особенностями и находит широкое применение в различных системах. Он позволяет точно регулировать поток жидкости или газа, предотвращать обратный поток и обеспечивать надежную и эффективную работу системы.

Назначение дросселя с обратным клапаном

Главная функция дросселя с обратным клапаном заключается в том, чтобы предотвратить обратное движение жидкости или газа. Это особенно полезно в случаях, когда желательно разрешить поток только в одном направлении и предотвратить его движение в обратную сторону. Дроссель с обратным клапаном обладает достаточной герметичностью и преградой, чтобы обеспечить надежное удержание потока в нужном направлении.

Дроссель с обратным клапаном широко применяется в различных отраслях промышленности, включая водоснабжение, газоснабжение, нефтяную и газовую промышленность, а также в системах вентиляции и кондиционирования. Он позволяет эффективно контролировать потоки жидкостей и газов, защищая систему от обратного тока и снижая вероятность поломки и повреждений.

Важно отметить, что дроссель с обратным клапаном является надежным элементом системы, который требует регулярного обслуживания и проверки на работоспособность. В случае неисправности или неправильной установки, он может стать источником проблем и аварийных ситуаций

Конструкция, функционирование, условное изображение

Конструкция дросселей (вентилей) DV и DRV

Основными деталями конструкции являются корпус  (1), регулирующая рукоятка  (2) и шток (5). При повороте  регулирующей рукоятки  (2) влево шток (5) с дроссельной иглой  (7) увеличивает проходное сечение (6) до максимума. При повороте  регулирующей рукоятки  (2) вправо шток (5) с дроссельной иглой (7) уменьшает проходное сечение (6) до полного  перекрытия потока. Цветная  шкала   (8),  связанная  со  штоком,  позволяет повторять установку.Площадь цветного треугольника (9)  показывает степень открытия проходного сечения (чем больше  площадь треугольника, тем больше  открытие). Положение рукоятки фиксируется винтом.

Структура условного обозначения гидровентилей DV, DRV

DRV	—	10	—	S	—	1	—	10	—	M	—	K1	—	*
							Дополнительные данные в тексте
без обозначения = Трубная резьба по ISO 228/15 = Коническая резьба
M = Уплотнения NBR для минеральных масел (HL, HLP) по DIN 51 524V = Уплотнения FPM для эфира фосфорной кислоты (HFD-R)
Серия  от 10 до 19 (взаимозаменимы по размерам)
1 = стальной (по умолчанию)2 = латунный3 = из нержавеющей стали
— = для монтажа на трубопроводеS = для монтажа на панели
06 = размер 6, 1/8″ BSP08 = размер 8, 1/4″ BSP10 = размер 10, 3/8″ BSP12 = размер 12, 1/2″ BSP16 = размер 16, 3/4″ BSP   20 = размер 20, 1″ BSP25 = размер 25, 1 1/4″ BSP30 = размер 30, 1 1/2″ BSP40 = размер 40, 2″ BSP
DV = дроссельDRV = дроссель-клапан

Символы клапана – 2

2) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ПОТОКА

Обратный клапан

Обратный клапан открывается, чтобы дать двигаться маслу в одном направлении и закрывается, чтобы препятствовать движению масла в обратном направлении.

Золотниковый клапан

Символ распределительного золотникового клапана использует сложную закрытую систему, которая имеет отдельный прямоугольник для каждой позиции.

Клапан с четырьмя отверстиями

Обычно клапан с четырьмя отверстиями имеет два отделения, если этот клапан имеет две позиции или три отделения, если клапан имеет центральную позицию.

Символы управления рычагов

Символы управления рычагов отображают рычаг, педаль, механические органы управления или пилотной линии, расположены на краю отделения.

Вычисление расхода через дроссель

Величина расхода жидкости через дроссель зависит от размера дроссельной щели и перепада давления на дросселе. Расход через дроссель можно определить по формуле:

где Q — расход, А — площадь проходного сечения дроссельной щели, ΔP — перепад давления на дросселе, ρ — плотность рабочей жидкости, k — коэффициент расхода (k=0,6. 0,9)

Так как расход через дроссельную щель зависит от давления на ее входе и выходе, дроссели используют для регулировки скорости движения выходных звеньев гидродвигателей (например гидроцилиндров) с постоянной нагрузкой, либо в приводах где изменение скорости при перемене нагрузки допустимо или желательно.

Если влияние нагрузки на скорость движения выходного звена нагрузки — используют специальные устройства — регуляторы расхода.

Объемное регулирование

Данный способ регулирования основан на изменении объема рабочих камер гидромашин — насосов и гидромоторов.

Регулирование рабочего объема насоса

Подачу объемного насоса можно вычислить по формуле:

Q = q × n × η

• где
• q — объем рабочей камеры насоса
• n — частота вращения вала насоса
• η — объемный КПД

Получается, что изменения объем рабочей камеры насоса, можно регулировать расход жидкости, подаваемой в напорный трубопровод при постоянной частоте вращения.

Насосы, конструкция которых позволяет изменять объем рабочей камеры называют регулируемыми. Наибольшее распространение получили регулируемые пластинчатые и аксиально-поршневые насосы.

Конструкция регулируемых машин значительно сложнее чем нерегулируемых, а значит регулируемые насосы значительно дороже. Высокая стоимость является одним из главных недостатков объемного регулирования гидропривода.

Объемное регулирование насоса часто применяется для изменения скорости движения гидроцилиндров.

Регулирование рабочего объема гидромотора

Скорость вращения вала гидромотора можно вычислить, используя зависимость:

Используя данную зависимость можно сделать вывод, что изменяя объем рабочей камеры гидромотора можно регулировать скорость вращения вала.

Регулируемым называют гидромотор, в конструкции которого предусмотрена возможность изменения объема рабочей камеры. Наиболее часто используются регулируемые аксиально-поршневые моторы, существуют конструкции регулируемых пластинчатых и радиально-поршневых гидромоторов.

На риунке показан регулируемый аксиально-поршневой насос, изменение узла наклона блока, в данном случае, осуществляется с помоью механической передачи. При изменении угла наклона меняется величина хода поршней, а значит и подача насоса, чем меньше уогл — тем меньше ход.

Достаточно часто используется схема объемного регулирования с одновременным использованием регулируемых насоса и гидромотора. Наибоольшее распространение получили регулируемые аксиально-поршневые моторы.

Возможности применения дросселя с обратным клапаном

Дроссель с обратным клапаном широко применяется в различных технических системах, где необходим контроль потока жидкости или газа. Его уникальное сочетание функций позволяет эффективно регулировать скорость потока и предотвращать обратное движение среды.

Этот тип дросселя часто применяется в следующих областях:

1. Промышленность:

Дроссель с обратным клапаном широко используется в промышленных системах, таких как компрессоры, насосы, газопроводы и вентиляционные системы. Он помогает регулировать скорость потока среды и предотвращать обратное движение, что обеспечивает оптимальную работу оборудования и защиту от возможных аварий.

2. Автомобильная промышленность:

Дроссельные устройства с обратным клапаном широко применяются в системах подачи воздуха в автомобильных двигателях. Они помогают регулировать скорость потока воздуха и предотвращать обратное движение смеси горючего и воздуха, что позволяет двигателю работать более эффективно и снижает потребление топлива.

3. Водоснабжение и канализация:

Дроссель с обратным клапаном играет важную роль в системах водоснабжения и канализации. Он предотвращает возможное загрязнение или обратное движение воды или сточных вод, обеспечивая безопасность и надежность работы системы.

Благодаря своим универсальным характеристикам, дроссель с обратным клапаном является незаменимым компонентом во многих технических системах. Благодаря его применению обеспечивается оптимальная работа оборудования и безопасность в различных областях применения.

Условные обозначения на гидравлических схемах, принятые в СССР

Способ изображения магистралей в гидросистемах станков нестандартизирован — Наиболее удобным представляется следующий способ, принятый многими организациями и применяемый в технической литературе:

1. магистрали, соединяющие различные аппараты, — толстыми сплошными линиями;
2. магистрали, выполненные внутри аппаратов, — тонкими сплошными линиями;
3. дренажные магистрали — тонкими штриховыми линиями — Условные обозначения аппаратов вычерчиваются контурными сплошными линиями нормальной толщины — Места соединения магистралей обозначаются чертой и точкой (поз — 43, рис — 4); пересечения без соединений следует выделять знаком обвода (поз — 44, рис — 4).

На рис — 4 приведены основные условные обозначения на гидравлических схемах, принятые в СССР:

Обозначения гидравлических схем

1. общее обозначение нерегулируемого насоса без указания вида и типа;
2. общее обозначение регулируемого насоса без указания вида и типа;
3. насос лопастной (роторно-пластинчатый) двойного действия нерегулируемый типов Г12-2, Г14-2;
4. насосы лопастные (роторно-пластинчатые) сдвоенные с различной производительностью;
5. насос шестеренный нерегулируемый типа Г11-1;
6. насос радиально-поршневой нерегулируемый;
7. насос радиально-поршневой регулируемый типа ППР, НПМ, НПЧМ, НПД и НПС;
8. насос и гидродвигатель аксиально-поршневые (с наклонной шайбой) нерегулируемые;
9. насос и гидродвигатель аксиально-поршневые (с наклонной шайбой) регулируемые типов 11Д и 11P;
10. общее обозначение нерегулируемого гидродвигателя без указания типа;
11. общее обозначение регулируемого гидродвигателя без указания типа;
12. гидроцилиндр плунжерный;
13. гидроцилиндр телескопический;
14. гидроцилиндр одностороннего действия;
15. гидроцилиндр двустороннего действия;
16. гидроцилиндр с двусторонним штоком;
17. гидроцилиндр с дифференциальным штоком;
18. гидроцилиндр одностороннего действия с возвратом поршня со штоком пружиной;
19. серводвигатель (моментный гидроцилиндр);
20. аппарат (основной символ);
21. золотник типов Г73-2, БГ73-5 с управлением от электромагнита;
22. золотник с ручным управлением типа Г74-1;
23. золотник с управлениями от кулачка типа Г74-2;
24. клапан обратный типа Г51-2;
25. напорный золотник типа Г54-1;
26. напорный золотник типа Г66-2 с обратным клапаном;
27. двухходовой золотник тина Г74-3 с обратным клапаном;
28. клапан предохранительный типа Г52-1 с переливным золотником;
29. клапан редукционный типа Г57-1 с регулятором;
30. кран четырехходовой, типа Г71-21;
31. кран четырехходовой трехпозиционный типа 2Г71-21;
32. кран трехходовой (трехканальный);
33. кран двухходовой (проходной);
34. демпфер (нерегулируемое сопротивление);
35. дроссель (нерегулируемое сопротивление) типов Г77-1, Г77-3;
36. дроссель с регулятором типов Г55-2, Г55-3;
37. общее обозначение фильтра;
38. фильтр пластинчатый;
39. фильтр сетчатый;
40. реле давления;
41. гидроаккумулятор пневматический;
42. манометр;
43. соединение труб;
44. пересечения труб без соединения;
45. заглушка в трубопроводе;
46. резервуар (бак);
47. слив;
48. дренаж.

Формы гидродросселей

Простейшая конструкция напоминает по внешнему виду шайбу или комбинацию шайб. У таких дросселей, как правило, имеются заостренные кромки, предотвращающие загрязнение.

Более сложные и объёмные изделия (нелинейные) имеют квадратную форму. Для высокоскоростных и мощных потоков рекомендуется использовать одновременно комплект дросселей (пакетные гидродроссели). Такое решение минимизирует риски выхода из строя. Количество шайб определяет силу сопротивления. При расчете таких дросселей учитывается взаимное расположение шайб и удаленность отверстий друг от друга. Имеют значение также диаметры проходных отверстий.

Среди квадратичных дросселей с точки зрения расчетов наиболее простым является гидродроссель с золотниковым запорно-регулирующим элементом.

Влияние дросселя на рабочие характеристики системы

Влияние дросселя на работу гидравлической системы можно описать следующим образом:

Ограничение потока: Дроссель может использоваться для ограничения потока рабочей жидкости в системе. Регулируя открытие дросселя, можно управлять скоростью движения гидроцилиндров и других рабочих органов, а также предотвращать возникновение слишком больших давлений в системе.

Управление давлением: Дроссель также позволяет управлять давлением в системе

Путем правильной настройки дросселя можно поддерживать необходимое рабочее давление, что особенно важно при работе с чувствительными элементами системы, такими как гидроцилиндры и клапаны.

Повышение эффективности: Дроссель может помочь повысить эффективность работы системы. Например, правильное настройка дросселя позволит увеличить скорость движения рабочих органов или улучшить точность работы системы.

Контроль течей: Дроссельный клапан также может использоваться для контроля течей в системе

Регулируя открытие дросселя, можно управлять течами и предотвращать потерю рабочей жидкости.

Безопасность: Настройка дросселя также играет важную роль в обеспечении безопасности работы гидравлической системы. Правильная настройка позволяет предотвратить слишком высокое давление, что может привести к повреждению оборудования или серьезным травмам.

Таким образом, дроссель имеет существенное влияние на рабочие характеристики гидравлической системы и его настройка требует особого внимания. Правильное использование и настройка дросселя позволяют обеспечить эффективную и безопасную работу системы.

Типы проходных сечений дросселей

Рассмотрим наиболее распространенные типы регулируемых дросселей.

Игольчатый дроссель

Конический или игольчатый запорно-регулируемый элемент перекрывает отверстие. Дросселирующая щель в переставленной конструкции коротка, смоченный периметр — небольшой.

Главным достоинством игольчатого дросселя является незначительное влияние вязкости на характеристики, а недостатком — чувствительность к чистоте рабочей жидкости из=за возможности попадания засорений в малый зазор при небольших расходах.

Щелевой дроссель

Запорно-регулирующий элемент, перемещаясь в гильзе, полностью или частично перекрывает дросселирующие отверстие.

Как и игольчатый дроссель чувствителен к загрязнениям, при этом пригоден для работы в широком диапазоне вязкости рабочей жидкости.

Щелевой дроссель лучше использовать для регулирования больших расходов.

Дроссель с продольной канавкой

В запорно-регулирующем элементе выполнена наклонная лыска и канавка прямоугольного или треугольного сечения. Величина сопротивления дросселя определяется положением запорно-регулирующего элемента относительно отверстия, выполненного в гильзе.

Дросселирующая щель в аппаратах данного типа относительно короткая, смоченный периметр небольшой.

Дроссели с продольной канавкой хорошо приспособлены для работы на малых расходах.

Функциональность дросселя в гидравлической системе

Основная функция дросселя заключается в том, чтобы уменьшить или увеличить прохождение жидкости через гидравлическую систему. Для этого дроссель может иметь различные формы и конструкции — от узкой сопловой трубки до насадки с регулируемыми отверстиями.

Причина использования дросселя в гидравлической системе может быть разной. Одной из основных причин является необходимость контроля скорости движения рабочего органа. Если поток жидкости не регулируется, скорость движения может быть слишком высокой, что может привести к поломке или несоответствию требуемых параметров задаче. Дроссель позволяет управлять скоростью движения, обеспечивая более точные и надежные результаты.

Кроме того, дроссель используется для создания давления в гидравлической системе. Путем регулирования расхода жидкости можно создавать необходимое давление для работы других элементов системы

Это особенно важно, например, при управлении гидроприводами или при проведении определенных задач, в которых требуется точное давление для достижения желаемого результата

И наконец, дроссель также используется для управления плавностью движения рабочего органа. Благодаря регулируемому потоку жидкости можно создавать более гладкие переходы и избегать резких скачков, что повышает комфорт и безопасность при работе с гидравлической системой.

Таким образом, дроссель является важным элементом гидравлической системы, обеспечивающим точное регулирование потока жидкости. Благодаря своей функциональности, дроссель позволяет контролировать скорость, давление и плавность движения, что является необходимым для эффективной и безопасной работы системы.

Типы дросселей с обратным клапаном

Дроссельные устройства с обратным клапаном представляют собой специальные механизмы, которые обеспечивают контроль и регулировку потока газа в системе. Они оснащены специальным клапаном, который позволяет избежать обратного потока газа и негативных последствий, таких как обратные удары и повреждение оборудования.

Существует несколько типов дросселей с обратным клапаном, каждый из которых предназначен для определенных условий и требований:

Тип	Описание
Поворотный дроссельный клапан	Этот тип дросселя имеет форму цилиндра и вращается вокруг своей оси, регулируя поток газа. Он широко используется в различных промышленных процессах и системах.
Клапан с шариком	Клапан с шариком представляет собой сферический элемент, который вставляется в поток газа и блокирует его при обратном потоке. Он обычно используется в системах с низким давлением и малым размером.
Ламельный дроссельный клапан	Ламельный дроссельный клапан состоит из нескольких ламелей, которые перемещаются внутри корпуса, регулируя поток газа. Он обладает высокой точностью регулировки и эффективно препятствует обратному потоку.
Клапан с диафрагмой	Клапан с диафрагмой использует гибкую мембрану для блокировки обратного потока газа. Он обычно применяется в системах, где требуется высокая герметичность и низкое трение.